{"id":15499,"date":"2021-06-10T09:53:52","date_gmt":"2021-06-10T07:53:52","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/?p=15499"},"modified":"2021-06-14T09:48:48","modified_gmt":"2021-06-14T07:48:48","slug":"solidworks-simulation-so-konstruieren-sie-einen-druckbehaelter","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/2021\/06\/solidworks-simulation-so-konstruieren-sie-einen-druckbehaelter.html","title":{"rendered":"SOLIDWORKS Simulation: So konstruieren Sie einen Druckbeh\u00e4lter"},"content":{"rendered":"

SOLIDWORKS Simulation Professional bietet die M\u00f6glichkeit, Druckbeh\u00e4lterkonstruktion in \u00dcbereinstimmung mit verschiedenen Normen und Anforderungen zu betrachten. In diesem Beitrag wird beispielsweise die Konstruktion der Druckbeh\u00e4lter in \u00dcbereinstimmung mit dem ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII, Division 2 gezeigt.<\/p>\n

Druckbeh\u00e4lter-Analyse in zwei Schritten<\/h2>\n

In einer Druckbeh\u00e4lter-Analyse mit SOLIDWORKS Simulation Professional k\u00f6nnen verschiedene Lastbedingungen wie Kr\u00e4fte, erh\u00f6hte Temperatur, Momente an freien Stutzen, die Spannungen aufgrund der Lagerbedingungen sowie Wind- und Erdbebenlasten verwendet werden. Die Berechnungsverfahren f\u00fcr die Druckbeh\u00e4lter-Analyse sind in zwei Schritte unterteilt. In dem ersten Schritt wird f\u00fcr jede Lastbedingung eine statische Studie durchgef\u00fchrt. Im zweiten Schritt werden in der Druckbeh\u00e4lter-Studie diese Lastbedingungen kombiniert und die Ergebnisse ausgewertet.<\/p>\n

Als Beispiel dient ein Druckbeh\u00e4lter, der aus niedriglegiertem Baustahl SA 515, Klasse 60, gefertigt wird und eine Konstruktionsspannungsintensit\u00e4t von Sm = 15,300 psi zul\u00e4sst. Hier werden alle Komponenten mit einer Temperatur von 700\u00b0F belastet und die Wand sowie die Stutzen des Druckbeh\u00e4lters werden einem Innendruck von 165 psi ausgesetzt. Aufgrund der Verbindung mit dem Leitungssystem werden \u00e4u\u00dfere Biegemoment und Kr\u00e4fte auf den Beh\u00e4lter ausge\u00fcbt.<\/p>\n

Das Netz wird mit einer gemischten Vernetzung erstellt, wobei Volumenk\u00f6rper-, Schalen- und Balken-Elemente Verwendung finden.<\/p>\n

\"Abb.<\/a>
Abb. 1: Druckbeh\u00e4lter<\/figcaption><\/figure>\n
\"Abb.<\/a>
Abb. 2: Gemischte Vernetzung<\/figcaption><\/figure>\n

Nach der Ausf\u00fchrung und Definition der statischen Studien werden die Ergebnisse mittels der Druckbeh\u00e4lter-Studie kombiniert.<\/p>\n

\"Lastkombination\"<\/a>
Abb. 3: Lastkombination<\/figcaption><\/figure>\n

Die Ergebnisse der einzelnen statischen Studien zeigen, dass die Spannungsintensit\u00e4t innerhalb der Flie\u00dfgrenze (Sm) liegt. Wenn aber die Lasten kombiniert und berechnet werden, liegt der H\u00f6chstwert au\u00dferhalb der Flie\u00dfgrenze.<\/p>\n

Die Werte in den Schalenbereichen au\u00dfer in der N\u00e4he der Stutzen\u00f6ffnungen und der Haltevorrichtungen liegen unterhalb von 15,3 psi. Die Schalenkonstruktion erf\u00fcllt somit das Kriterium der allgemein Haupt-Membranspannungsintensit\u00e4t.<\/p>\n

\"Abb.<\/a>
Abb. 4: Spannungsintensit\u00e4t<\/figcaption><\/figure>\n

Der ASME Boiler and Pressure Vessel Code gibt f\u00fcr die Mannlochstutzenflansch keine Grenzwerte der Spannungsintensit\u00e4t vor. F\u00fcr diese Komponenten sind stattdessen Grenzwerte der Spannungsintensit\u00e4t f\u00fcr die axialen, radialen und tangentialen Spannung in H\u00f6he von 1,5*Sm, Sm und Sm festgelegt.<\/p>\n

\"tangentiale<\/a>
Abb. 5: tangentiale Spannungen (SX)<\/figcaption><\/figure>\n
\"radiale<\/a>
Abb. 6: radiale Spannungen (SY)<\/figcaption><\/figure>\n
\"axiale<\/a>
Abb. 7: axiale Spannungen (SZ)<\/figcaption><\/figure>\n

W\u00e4hrend Schalenelemente direkt die Membran- und Biegekomponenten der Spannungsintensit\u00e4ten liefern, liegen die Ergebnisse der Volumenk\u00f6rperelemente im allgemein 3D-Format vor und erfordern eine zus\u00e4tzliche Bearbeitung (Spannungslinearisierung). Durch die Auswahl von zwei Punkten auf dem Flanschquerschnitt zur Definition der Trajektorie, k\u00f6nnen die linearisierten Spannungsergebnisse entlang dieser Trajektorie dargestellt werden.<\/p>\n

\"Querschnitt\"<\/a>
Abb. 8: Querschnitt<\/figcaption><\/figure>\n
\"Spannungslinearisierung\"<\/a>
Abb. 9: Spannungslinearisierung<\/figcaption><\/figure>\n

Zusammenfassung zur Konstruktion von Druckbeh\u00e4ltern<\/h2>\n

SOLIDWORKS Simulation Professional bietet die M\u00f6glichkeit, Druckbeh\u00e4lterkonstruktionen in \u00dcbereinstimmung mit verschiedenen Normen und Anforderungen zu betrachten. Die verschiedenen Lasten f\u00fcr eine Druckbeh\u00e4lter-Studie k\u00f6nnen mit dem Feature \u201eLastkombination\u201c gleichzeitig angewandt werden.<\/p>\n

Die Druckbeh\u00e4lter-Analyse erm\u00f6glicht die Ausgabe von Ergebnisgr\u00f6\u00dfen wie:
\nAllgemeine Haupt-Membranspannungsintensit\u00e4t, Lokale Membranspannungsintensit\u00e4t, die axialen, radialen und tangentialen Spannungen.<\/p>\n

Au\u00dferdem k\u00f6nnen f\u00fcr Volumenk\u00f6rper linearisierte Spannungsergebnisse dargestellt werden.<\/p>\n

Weitere Informationen zu SOLIDWORKS Simulation finden Sie hier: SOLIDWORKS Simulation bei MB CAD<\/a><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

SOLIDWORKS Simulation bietet die M\u00f6glichkeit, Druckbeh\u00e4lter in \u00dcbereinstimmung mit verschiedenen Normen und Anforderungen zu konstruieren. Lesen Sie hier, was dabei zu beachten ist.<\/p>\n... Continued<\/a>","protected":false},"author":450,"featured_media":15635,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[2,93],"tags":[3187,3188,3189,335,330,3190,3191],"class_list":["post-15499","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-solidworks-simulation","category-tipps-und-tricks","tag-axiale-spannung","tag-druckbehaelterkonstruktion","tag-gemischte-vernetzung","tag-simulation","tag-solidworks-simulation","tag-spannungslinearisierung","tag-tangentiale-spannung"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/15499","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/users\/450"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=15499"}],"version-history":[{"count":11,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/15499\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":15692,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/15499\/revisions\/15692"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/media\/15635"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=15499"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=15499"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksdeutschland\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=15499"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}